JP6285272B2 - 端子接点の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、相手側の端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法に関する。
相手側の端子接点と接触して電気的に接続される端子接点として、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）の合金、ステンレス鋼等の母材の表面を、電気抵抗率が低く耐食性に優れた錫めっき層で覆って構成したものが知られている（例えば、特許文献１）。
この種の端子接点においては、端子接点の厚さ方向における内側よりも表面側を電流が流れる傾向が強い。しかし、錫めっきした端子接点の表面には、外気との接触により錫めっき部分よりも抵抗の高い酸化被膜が形成され易い。このため、この種の端子接点を相手側の端子接点と接触させて電気的に接続する際には、表面の酸化被膜を除去して、錫めっき層が相手側の端子接点に直接接触するオーミック点を形成する必要がある。
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造できる端子接点の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の端子接点の製造方法は、
相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法において、
金属製の母材の、少なくとも前記相手側端子接点が前記端子接点に接触する領域に対応する表面部分に凹凸を有する表面に、酸化金属材をめっきするめっき工程と、
前記酸化金属材を表面にめっきした前記母材をリフロー処理することで前記母材と前記酸化金属材との界面に両者の金属間化合物を生成し、該金属間化合物と前記酸化金属材との境界における少なくとも前記領域に対応する境界部分に、前記母材の表面の凹凸よりも大きい高低差の凹凸を形成するリフロー工程と、
を含むことを特徴とする。
相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法において、
金属製の母材の、少なくとも前記相手側端子接点が前記端子接点に接触する領域に対応する表面部分に凹凸を有する表面に、酸化金属材をめっきするめっき工程と、
前記酸化金属材を表面にめっきした前記母材をリフロー処理することで前記母材と前記酸化金属材との界面に両者の金属間化合物を生成し、該金属間化合物と前記酸化金属材との境界における少なくとも前記領域に対応する境界部分に、前記母材の表面の凹凸よりも大きい高低差の凹凸を形成するリフロー工程と、
を含むことを特徴とする。
請求項１に記載した本発明の端子接点の製造方法によれば、凹凸を有する表面に酸化金属材をめっきした母材をリフロー処理することで、母材と酸化金属材との界面において拡散成長により生成される金属間化合物と酸化金属材との境界に、母材の表面の凹凸よりも大きい高さの凹凸が形成されると、その部分における酸化金属材の層厚が、金属間化合物との境界の凸部においては薄く凹部においては厚くなる。
酸化金属材の硬度と、母材と酸化金属材との金属間化合物の硬度とには差があり、したがって、酸化金属材の層厚が薄い部分と厚い部分とでは、相手側端子接点が接触端子に接触した際の荷重による端子接点の潰れ変形の容易性が異なる。
これにより、酸化金属材の層厚が薄い部分と厚い部分とのうち端子接点としての潰れ変形が容易な方の部分では、酸化金属材や金属間化合物よりも硬度が高く端子接点の潰れ変形に追従できない金属酸化物の被膜に亀裂が入りやすくなる。よって、この亀裂から端子接点の表面に下層の酸化金属材が露出して、相手側端子接点と接触するオーミック点が形成される。
このため、表面に金属酸化物の被膜が形成されても、下層の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造することができる。
なお、請求項１に記載した本発明の端子接点の製造方法において、前記母材を銅とし、前記酸化金属材を錫とすることができる。
本発明によれば、表面に酸化被膜が形成されても、下層の錫等の酸化金属材を相手側端子接点と接触させて低抵抗で相手側端子接点と電気的に導通させることができる端子接点を好適に製造することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、雌コネクタに収容された移動接点と接触する雄コネクタの固定接点に本発明を適用した場合を例に取って説明する。
まず、本発明に係る製造方法が適用される固定接点の基本的な製造工程の一例を、図１の説明図を参照して説明する。図１に示す例の固定接点１では、図１（ａ）に示す銅（Ｃｕ）の板材で構成された母材３の表面３ａを、図１（ｂ）に示すように錫（Ｓｎ）のめっき層５によってめっきしている。
めっき層５の表面５ａには、外気との接触により、酸化膜７が形成される。この酸化膜７には、不図示の雌コネクタに収容された移動接点１３が接触する。
母材３の表面３ａに形成しためっき層５には、ウィスカが発生するのを防止するためにリフロー処理が施される。このリフロー処理により、母材３とめっき層５とが直接接触する界面９には、図１（ｃ）に示すように、銅（Ｃｕ）の錫（Ｓｎ）への拡散成長による金属間化合物（Ｃｕ−Ｓｎ）１１が生成される。金属間化合物１１はめっき層５の溶融固化によって形成されるので、金属間化合物１１のめっき層５との境界面１１ａは平坦面でなく凹凸面となる。
次に、上述した基本的製造工程によって製造する固定接点に本発明の一実施形態に係る製造方法を適用した場合の製造工程を、図２を参照して説明する。
図２に示す本実施形態の固定接点１（請求項中の端子接点に相当）の製造方法では、まず、図２（ａ）に示すように、母材３の表面３ａに、任意の方法で凹凸３ｂを予め形成しておく。この凹凸３ｂは、表面３ａを平面とした図１に示す例の製造工程によりリフロー処理後に母材３とめっき層５との界面９に生成される金属間化合物１１とめっき層５との境界の凹凸面（図１（ｃ）参照）よりも、凹凸のピッチを狭くすることが望ましい。
そして、母材３の表面３ａを、図２（ｂ）に示すように錫（Ｓｎ）のめっき層５（請求項中の酸化金属材に相当）によってめっきする。めっき層５の表面５ａには、移動接点１３（請求項中の相手側端子接点に相当）が接触する酸化膜７が形成される。この工程が、請求項中のめっき工程に相当する。
続いて、めっき層５にリフロー処理を施す。このとき、母材３とめっき層５との界面９は、母材３の表面３ａに形成した凹凸３ｂの形状となっている。リフロー処理によるめっき層５の溶融固化の際に、界面９の銅（Ｃｕ）が錫（Ｓｎ）に拡散成長すると、界面９に形成される母材３とめっき層５との金属間化合物１１は、めっき層５との境界面１１ａに、図２（ｃ）に示すように、凹凸１１ｂを有する形状となる。
このとき、母材３の表面３ａが平坦である場合（図１（ａ）参照）でも、金属間化合物１１のめっき層５との境界面１１ａは凹凸面となる。したがって、母材３の凹凸３ｂの形状を有する界面９に生成される本実施形態の金属間化合物１１の境界面１１ａの凹凸１１ｂは、母材３の凹凸３ｂ（図２（ａ）参照）よりも大きな高低差を有する形状となる。
そして、金属間化合物１１の境界面１１ａに母材３の凹凸３ｂよりも大きな高低差の凹凸１１ｂが形成されると、その部分におけるめっき層５の層厚が、金属間化合物１１の凹凸１１ｂの凸部においては薄く凹部においては厚くなる。以上のリフロー処理が、請求項中のリフロー高低に相当する。
ここで、めっき層５（錫；Ｓｎ）の硬度は、母材３（銅；Ｃｕ）とめっき層５（錫；Ｓｎ）との金属間化合物１１（Ｃｕ−Ｓｎ）の硬度よりも低い。したがって、図２（ｄ）に示すように、固定接点１に接触した移動接点１３から固定接点１に荷重Ｆが加わった場合には、めっき層５の層厚が薄い凹凸１１ｂの凸部よりも、めっき層５の層厚が厚い凹凸１１ｂの凹部の方が、固定接点１が容易に潰れ変形する。
これにより、めっき層５の層厚が厚い凹凸１１ｂの凹部では、移動接点１３の接触により固定接点１が潰れ変形したときに、めっき層５よりも硬度が高い酸化膜７が潰れ変形に追従できず酸化膜７に亀裂７ａが入りやすくなる。よって、この亀裂７ａから固定接点１の表面（酸化膜７の表面）に下層のめっき層５の錫（Ｓｎ）が露出して、移動接点１３と接触するオーミック点が形成される。
このため、固定接点１の表面（めっき層５の表面５ａ）に酸化膜７が形成されても、下層のめっき層５の錫（Ｓｎ）を移動接点１３と接触させて低抵抗で移動接点１３と固定接点１とを電気的に導通させることができる固定接点１を好適に製造することができる。
なお、酸化膜７の亀裂７ａが入りやすい部分は、母材３やめっき層５、それらの金属間化合物１１の硬度の高低関係によって、めっき層５の層厚が薄い凹凸１１ｂの凸部と、めっき層５の層厚が厚い凹凸１１ｂの凹部とのどちらかとなる。
また、母材３の凹凸３ｂを予め形成する領域は、表面３ａの全体であってもよく、表面３ａのうち、固定接点１の表面（酸化膜７の表面）の移動接点１３が接触する領域に対応する部分だけとしてもよい。
さらに、本発明は、本実施形態で説明した材料以外の金属材を用いて固定接点１を製造する場合にも適用可能である。また、本発明は、移動接点１３を製造する場合にも適用可能である。勿論、固定接点１と移動接点１３との両方の製造に本発明をそれぞれ適用することも可能である。
本発明は、相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点を製造する際に適用して極めて有用である。
１ 固定接点
３ 母材
３ａ 母材表面
３ｂ，１１ｂ 凹凸
５ めっき層（酸化金属材）
５ａ めっき層表面（酸化金属材の表面）
７ 酸化膜
７ａ 亀裂
９ 母材とめっき層との界面
１１ 金属間化合物
１１ａ めっき層と金属間化合物の境界面
１３ 移動接点
Ｆ 荷重
３ 母材
３ａ 母材表面
３ｂ，１１ｂ 凹凸
５ めっき層（酸化金属材）
５ａ めっき層表面（酸化金属材の表面）
７ 酸化膜
７ａ 亀裂
９ 母材とめっき層との界面
１１ 金属間化合物
１１ａ めっき層と金属間化合物の境界面
１３ 移動接点
Ｆ 荷重
Claims (2)
- 相手側端子接点と接触して電気的に接続される端子接点の製造方法において、
金属製の母材の、少なくとも前記相手側端子接点が前記端子接点に接触する領域に対応する表面部分に凹凸を有する表面に、酸化金属材をめっきするめっき工程と、
前記酸化金属材を表面にめっきした前記母材をリフロー処理することで前記母材と前記酸化金属材との界面に両者の金属間化合物を生成し、該金属間化合物と前記酸化金属材との境界における少なくとも前記領域に対応する境界部分に、前記母材の表面の凹凸よりも大きい高低差の凹凸を形成するリフロー工程と、
を含むことを特徴とする端子接点の製造方法。 - 前記母材は銅であり、前記酸化金属材は錫であることを特徴とする請求項１記載の端子接点の製造方法。
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| JP2014091638A JP6285272B2 (ja) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | 端子接点の製造方法 |
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